1.本发明涉及航空发动机故障模拟及仿真试验验证技术领域，尤其涉及一种航空发动机故障模拟试验方法。
背景技术：2.航空发动机在运行中可能出现很多故障，控制器对故障的处理方式影响着发动机的安全与寿命，控制器的容错能力是控制器设计的重要组成部分。
3.容错控制是在系统出现故障的时候(如传感器故障、执行机构故障)，通过一定的方法保证系统还能够闭环稳定，从而使得被控对象能够继续工作。
4.容错控制的研究就需要大量的故障来验证容错能力是否符合控制要求，目前故障的模拟多为电气故障模拟及一些简单传感器故障的模拟，不能有效利用试车数据，也不能模拟发动机突变故障，故障类型不全面，不能有效验证控制器的容错能力。
技术实现要素：5.鉴于此，拟发明一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，本发明的目的在于提供一种用于航空发动机控制器容错能力试验故障模拟方法，通过对试车数据的有效利用，重现试车时发生的真实故障，通过对试车数据的编辑，实现发动机突变故障的模拟。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，所述方法由数据库软件、数据回放软件和信号模拟机箱组成，此外还包含一台待测控制器及相应试车数据。
7.优选的，所述数据库软件具有试车数据格式转换及数据存放功能；
8.优选的额，所述数据回放软件支持数据库存放的试车数据的导入、编辑以及调取；
9.优选的，所述信号模拟机箱将试车数据产生的故障信号转换为真实发动机传感器及执行机构信号，从而使故障模拟精准度更高。
10.所述数据库软件接收到试车试验的数据后，将试车数据自定进行整理，按照数据产生时间、数据类型、数据长度进行分条，然后进行储存，形成一个以时间为序列的数据库。
11.所述数据回放软件可以对已存入数据库中的数据进行重新调取回放，可以按时间、参数对数据进行查询，可自行设置回放速率及步长，同时可以对调取出来的数据进行编辑，从而配置发动机突变故障。
12.所述故障模拟机箱接收来自数据回放软件的故障信号，通过实时计算单元中的传感器及执行机构数学模型将故障信号转换成对应的物理信号，如温度、压力、转速等信号，再通过设计的传感器模型电路板将物理信号转换成电压、电流、开关量等电信号，从而模拟真实传感器信号，使故障模拟精准度更高。
13.一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，包括以下几个步骤：
14.步骤一、各单元间建立通讯并初始化各软件配置：
15.启动各软件，保证各软件间的正常连接启动，初始化配置，准备进行试车数据导
入。
16.步骤二、导入试车数据
17.将发动机试车数据存为txt文件形式，数据库软件调用该文件，对文件内的数据进行整理，以时间序列的形式存放在数据库软件中。
18.步骤三、数据回放、编辑、调取
19.数据回放及管理软件与数据库之间的http通讯采用微软的httpcom组件，http通讯模块包含时间查询接口、文件名查询接口和参数查询接口，可从多方位调取数据库内发动机试验数据，此外还具备http查询接口健康监控功能。
20.数据显示模块采用teechart控件，对从数据库内查询得到的发动机试验数据，以动态曲线的形式显示，包含压力、温度、转速等发动机各截面参数。
21.udp通讯模块采用微软的socket接口，对数据库内发动机试验数据进行校验，通过udp数据流发送到实时计算单元内，为保障数据实时性，设定udp通讯模块周期为20ms。
22.从数据库提取的试车数据可以根据故障模拟需求进行更改。
23.步骤四、故障模拟信号输出
24.信号模拟机箱接收到数据回放软件发出的故障模拟信号，对信号进行转换，通过信号调理电路模拟真实传感器信号发送给被测控制器。
25.与现有技术相比，本发明一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，所带来的有益效果为：为控制器容错能力的测试提供了更加真实的故障，实现了试车故障的重现，使控制器容错能力的验证更加可靠，实现了发动机突变故障的模拟，丰富了故障种类。
附图说明
26.图1是根据本发明的一个实施例的基于数据回放的航空发动机故障模拟方法系统示意图。
27.图2是根据本发明的一个实施例的数据回放流程图。
具体实施方式
28.以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
29.如图1所示的本发明的一个实施例，本发明提供一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，所述方法由数据库软件、数据回放软件和信号模拟机箱组成，此外还包含一台待测控制器及相应试车数据。
30.所述数据库软件接收到试车试验的数据后，将试车数据自定进行整理，按照数据产生时间、数据类型、数据长度进行分条，然后进行储存，形成一个以时间为序列的数据库。
31.所述数据回放软件可以对已存入数据库中的数据进行重新调取回放，可以按时间、参数对数据进行查询，可自行设置回放速率及步长，同时可以对调取出来的数据进行编辑，从而配置发动机突变故障。
32.如图2所示是数据回放软件的流程图，对已存入数据库中的数据进行重新调取回放。该软件可按时间、参数对数据进行查询，可自行设置回放速率及步长，另外还提供了对
数据库的健康监视功能。软件运行时，系统进行初始化设置，读取给定的输入参数，通过http通讯从数据库内查询相应数据并将数据进行缓存，启动数据显示模块和udp通讯模块对发动机试验数据进行实时显示和发送。
33.所述故障模拟机箱接收来自数据回放软件的故障信号，通过实时计算单元中的传感器及执行机构数学模型将故障信号转换成对应的物理信号，如温度、压力、转速等信号，再通过设计的传感器模型电路板将物理信号转换成电压、电流、开关量等电信号，从而模拟真实传感器信号，使故障模拟精准度更高。
技术特征：1.一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，其特征在于，所述方法由数据库软件、数据回放软件和信号模拟机箱组成，此外还包含一台待测控制器及相应试车数据。所述数据库软件具有试车数据格式转换及数据存放功能；所述数据回放软件支持数据库存放的试车数据的导入、编辑以及调取；所述信号模拟机箱将试车数据产生的故障信号转换为真实发动机传感器及执行机构信号，从而使故障模拟精准度更高。2.如权利要求1所述的一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，其特征在于，所述数据库软件接收到试车试验的数据后，将试车数据自定进行整理，按照数据产生时间、数据类型、数据长度进行分条，然后进行储存，形成一个以时间为序列的数据库。3.如权利要求1所述的一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，其特征在于，所述数据回放软件可以对已存入数据库中的数据进行重新调取回放，可以按时间、参数对数据进行查询，可自行设置回放速率及步长，同时可以对调取出来的数据进行编辑，从而配置发动机突变故障。4.如权利要求1所述的一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，其特征在于，所述故障模拟机箱接收来自数据回放软件的故障信号，通过实时计算单元中的传感器及执行机构数学模型将故障信号转换成对应的物理信号，如温度、压力、转速等信号，再通过设计的传感器模型电路板将物理信号转换成电压、电流、开关量等电信号，从而模拟真实传感器信号，使故障模拟精准度更高。
技术总结本发明公开一种基于数据回放的航空发动机故障模拟方法，所述方法能够实现发动机真实试车故障的再现及发动机突变故障的模拟，通过数据库软件实现真实试车数据的导入、编辑和调取，将故障数据输入信号模拟机箱，从而进一步接入发动机控制器；通过该方法能够将真实的试车故障重现，同时通过对数据库中的试车数据进行编辑，模拟发动机突变故障。该故障模拟方法充分利用试车数据，实现试车数据与故障信号的高置信度结合，模拟精度高，为航空发动机控制器的验证提供有效的故障注入。器的验证提供有效的故障注入。器的验证提供有效的故障注入。
技术研发人员：王淳 李志林 叶兵清 于兵 张天宏
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/5
